Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní.

Prezentace na téma: "Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní."— Transkript prezentace:

1 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV). [21] [1]

2

3  Přírodní polymery − celulosa, škrob, DNA, …  Syntetické polymery − PET, PVC, PE, PS, … Syntetickými polymery se zabývá makromolekulární chemie. [10] DNA [21]

4  Makromolekulární chemie − je odvětví chemie zabývající se polymery.  Polymer (řec. polys = mnoho; meros = část).  V molekule se mnohonásobně (∞) opakuje jedna (homopolymery) nebo více (heteropolymery) základních stavebních jednotek − monomerů. [1]

5  Termoplasty − při zahřívání měknou, taví se a po ochlazení získávají zpět své původní vlastnosti. Opakovaný ohřev nezpůsobuje změnu jejich struktury. Do této skupiny patří převážně lineární polymery, např. PE, PS.  Termosety − při prvním ohřevu přejdou do plastického stavu, další ohřev způsobí vytvrzení plastu. Dochází k vytvoření 3D struktury. Dále již nelze měnit jejich tvar ohřevem. Jde např. o fenolformaldehydové polymery (Bakelit), aminoplasty atd.

6 [26] TERMOPLASTY TERMOSETY

7  Lineární polymery (základ je vlákno, většinou se jedná o termoplasty, jsou dobře rozpustné, taví se)  Větvené polymery (základní vlákno obsahuje postranní řetězce)  Síťované polymery  Řídce síťované (tvoří můstky, jsou elastické, př. kaučuk)  Hustě síťované (tvrdé, nerozpustné, př. termosety) [8]

8 [7] TERMOPLASTY TERMOSETY (REAKTOPLASTY) ELASTOMERY TERMOPLASTICKÉ ELASTOMERY PP, EPDM (terpolymer ethylen–propylen– dien) aminoplasty, epoxidové pryskyřice BUNA, KAUČUK POLYMERY

9  Základní stavební jednotkou je monomer. Homopolymery − skelet tvořen monomery stejného typu. Pokud skelet tvoří monomerní jednotky odlišného typu, jedná se o heteropolymery − kopolymery.  Počet monomerních jednotek vázaných v polymeru se označuje jako polymerační stupeň, ve vzorcích se zapisuje jako dolní index ] n.  Polymery vznikají: polymerací, polykondenzací nebo polyadicí.

10  Polymerace je typ adice, kdy dojde ke spojování velkého počtu monomerů za vzniku produktu (polymeru) s jinými vlastnostmi, než měly původní monomery.  nCH 2 = CH 2 → -[ CH 2 -CH 2 ] n - ethen polyethylen n = polymerační stupeň = počet monomerů  Během polymerace nevznikají žádné vedlejší produkty.

11  Polymerní látky vznikající polyadicí:  Vznikají ze dvou různých monomerů se dvěma různými funkčními skupinami, podmínkou je slabě kyselý vodík. Dochází k přesunu protonu( = MP = molekulový přesmyk) v řetězci. Polyadicí se získává např. polyuretan PUR − molitan, umělé kůže, textilní vlákna. [2] PUR Při polyadici dochází u monomerů k molekulovému přesmyku, vedlejší produkt nevzniká. Při polykondenzaci vzniká vždy i vedlejší produkt.

12  Polymerní látky vznikající polykondenzací:  Účastní se jí dva stejné nebo různé monomery, podmínkou jsou alespoň dvě reaktivní funkční skupiny na každé jednotce.  Vedlejším produktem jsou nízkomolekulární látky (voda, amoniak, alkohol apod.).  Takto se připravují např. polyamidy, polyestery. Např. TESIL, PET (polyethylentereftalát), BAKELIT (r. 1909 lord Baekeland), polyamidy − textil, brýlové obroučky, hřebeny, lana, aminoplasty − umakart − nábytek. Ú.: Jaký je rozdíl mezi polymerací, polykondenzací a polyadicí?

13 [3] [4] vedlejší produkt Ú.: Co se vyrábělo z bakelitu v 30. a 50. letech 20. století a co se z něho vyrábí nyní? Viz: http://www.happymate rials.com/imgs/articles /153- 18_17_FenolickUn_pr yskyATice.pdf http://www.happymate rials.com/imgs/articles /153- 18_17_FenolickUn_pr yskyATice.pdf

14  V první fázi (iniciaci) dochází k tvorbě radikálů, např. termickým nebo fotolytickým štěpením tzv. iniciátorů = zahajují polymeraci.  V druhé fázi (propagaci) reaguje vzniklý radikál s molekulou monomeru. Dochází ke vzniku radikálu monomeru, který reaguje s další molekulou monomeru.  Poslední fází je terminace, kdy dochází k vymizení radikálů z reakční směsi a tím k zastavení polymerace.

15 [9 ] Příklad procesu výroby polymeru, v tomto případě ve formě plastových pelet. PRYSKYŘI CE ZATÍŽENÍ ZMĚKČOVADLA PŘÍSADY SMĚŠOVACÍ VYSOKOTL AKÝ LIS VYSOKOTLAKÝ LIS NÁSYPKA FILTR VODNÍ CHLADICÍ TANK SKLADOVÁNÍ PROLIS PELET Y

16 nCH 2 = CH 2 → -[ CH 2 -CH 2 ] n - ethen polyethylen n = polymerační stupeň = počet monomerů Z polyethylenu PE se vyrábějí: sáčky, vlákna, folie, lahve, hračky http://www.youtube.com/watch?v=3gpLM8UIA _w&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=3gpLM8UIA _w&feature=related polymerace ethenu http://www.youtube.com/watch?v=3gpLM8UIA _w&feature=related [24]

17 Polypropylen PP - vlákna, fólie, potrubí (i pro horkou vodu) - vlákna jsou hydrofobní (koberce k bazénům) [25] [47]

18 Nejčastějšími změkčovadly PVC jsou ftaláty. Bývají používány pro měkčení např. podlahových krytin („lino“), zdravotnického materiálu (hadiček, infuzních vaků, dýchacích masek ad.) či dětských hraček, přičemž se z těchto výrobků mohou postupně uvolňovat a kontaminovat těla lidí a zvířat. Ftaláty se řadí mezi látky, které narušují endokrinní soustavu, některé z nich jsou podezřelé ze způsobování rakoviny. [5] [48] [49]

19 [6] ● Málo odolný vůči stárnutí. ● Nejčastěji se používá pěnový polystyren. ● Vynikající tepelně-izolační vlastnosti. ● Odolný vůči vodě a zředěným kyselinám a zásadám. ● Stabilní do teploty 80 °C. ● Vysoce hořlavý. ● Využívá se jako izolační a obalový materiál nebo jako podložní panely. [50] [51]

20 PAN – polyakrylonitril se používá pro výrobu textilu − především lehátka, slunečníky, markýzy [22] monomer akrylonitril [52] [53]

21 Teflon je hmota, která má široké využití pro svou nehořlavost, žáruvzdornost a chemickou odolnost (kuchyňské nádobí, voděodolná vlákna v oblečení a obuvi, kostní náhrady). [23]

22 [27] [28] [29] Elastomery lze natahovat až na desetinásobek jejich délky, po skončení deformace se rychle vracejí do původního stavu.

23 Dále je zpracováván vulkanizací (hnětení se sírou za tepla) na pryž. [30] vulkanizace CH 3

24 [31] Zisk přírodního kaučuku [32] Vulkanizace kaučuku sírou [33], [34] výrobky http://www.youtube.co m/watch?v=AL27K3itT ew&feature=related http://www.youtube.co m/watch?v=AL27K3itT ew&feature=related polymerace (s boraxem) http://www.youtube.co m/watch?v=AL27K3itT ew&feature=related http://www.youtube.co m/watch?v=7nCfbZwG WK8&feature=related http://www.youtube.co m/watch?v=7nCfbZwG WK8&feature=related polymerace http://www.youtube.co m/watch?v=7nCfbZwG WK8&feature=related

25 [35] [36] Cl

26  Vznikají polymerací silandiolů (lineární SI) a silantriolů (síťovité SI).  Lineární SI se používají jako silikonové pasty nebo oleje (impregnace, leštění povrchu, konzervace).  Síťovité SI se používají jako kaučuky (ploutve, čepice, těsnění, náramky, implantáty, kondomy). [11][12]

27 [16] [17] [18][19] [20]

28 [13 ] [14 ] [15] Někdy se kolem implantátu vytvoří nežádoucí tvrdé pouzdro (kapsula), které prs zdeformuje.

29  Polyvinylacetát  Používá se k výrobě lepidel a laků. [37] [38] zbytek od kyseliny octové

30  Polymethylmethakrylát = PMMA  Používá se k výrobě plexiskla, skel letadel a automobilů, plastových brýlových skel, zubních protéz. [39] [40]

31  Polyuretan = PUR  Vzniká polyadicí (molekulový přesmyk).  Vyrábí se z něho molitan, umělé kůže, textilní vlákna. [41] [42] izolace [2]

32  Polyethylentereftalát = PET  Vzniká polykondenzací tereftalové kyseliny a ethan-1,2-diolu (= ethylenglykolu).  Výroba PET lahví [43] [1] [44]

33  Reakcí (polykondenzací) hexan-1,6-diaminu s kyselinou adipovou vzniká syntetické vlákno, známé jako Nylon 66. [45] [46]

34  Vznikají kondenzací fenolu, močoviny nebo melaminu s formaldehydem.  Uplatňují se především jako dvousložková lepidla dřeva, ve stavebnictví pod názvy Umakart a Dukol. [3]

35 VÝHODYNEVÝHODY  Levné  Snadno se obrábějí  Dobré tepelné a izolační vlastnosti  Nepodléhají korozi  Lze je recyklovat (fleece oblečení, skluzavky, ploty, …)  V přírodě se příliš dlouho rozkládají  Z některých se mohou uvolňovat zdravotně závadné monomery  Lidé dávají přednost přírodním materiálům

36  Vysvětlete pojmy: makromolekulární chemie, monomer, polymer, polymerační stupeň, homopolymer, kopolymer, elastomer.  Podle čeho se rozdělují polymery?  Vysvětlete rozdíl mezi polymerací, polyadicí, polykondenzací.  Napište reakci vzniku, vlastnosti a použití: PE, PVC, PP, PAN, PS, SI, elastomerů.  Jaké jsou výhody a nevýhody plastů?

37  MONOMER  HOMOPOLYMER  ELASTOMER  INICIACE  POLYADICE  POLYKONDENZACE  TEFLON  SILIKON  TERMINACE  Prsní implantáty  Odštěpuje se produkt  Zakončuje polyreakci  Složka nádobí  Stavební jednotka  Neopren  Stejné monomery  Zahajuje polyreakci  Molekulový přesmyk

38  KOLÁŘ, K.; KODÍČEK, M.; POSPÍŠIL, J. Chemie organická a biochemie II pro gymnázia. Praha: SPN, 2005. ISBN 8072352830.  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 1.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyethylene-terephthalate-3D-balls.png  Polimerek. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 2.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PU_synthesis.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 3.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bakelite-reaction.svg  Izzy from Montreal. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 4.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bakelite_bangles.jpg  Nerijp. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 5.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Robinetterie-PVC.JPG

39  Vmadeira. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí GNU Free Documentation na WWW: 6.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Styropian.JPG  Cjp24. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 7.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polymers.gif  Cdang. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 8.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reticulation_polymere.svg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 9.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Compounding.png  Richard Wheeler. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 10.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:A-DNA_orbit_animated_small.gif  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 11.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polysilicone-15_structure.svg

40  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 12.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicone-3D-vdW.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 13.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicone_gel-filled_breast_implants.jpeg  BestlnPlasics. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 14.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:David_Kim_MD_Breast_Lift_Augmentation_Silicone.jpg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 15.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Capsular_fibrosis.jpg  Evak. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 16.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Napfkuchen-Form.jpg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 17.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kitchen-Silicone-Brush.jpg

41  Drhaggis. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 18.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metal_and_silicone_braclelet.jpg  OttawaAC. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 19.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicone_ladles.jpeg  Jyms. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 20.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Condones_Durex.JPG  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 21.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bdna_cropped.gif  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 22.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acrylonitrile-3D-balls.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 23.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PTFE-3D-vdW.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 24.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyethylene.jpg

42  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 25.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Isotactic_polypropylene.svg  LauerensvanLieshout. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 26.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermoplastic_elastomer_TPE.png  Iqmanuelnavarro. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 27.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cis_1_4_polibutdieno.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 28.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cis-1,4-Polybutadiene_V.1.png  Atamari. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 29.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:1915415-Serrekunda_tyres_for_sale-The_Gambia.jpg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 30.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vulcanization.svg

43  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 31.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Latex-production.jpg  Ju. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 32.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vulcanization_of_POLYIsoprene_V.2.png  Hsedolivia. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 33.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Four_condom_openings.jpg  Toxyd. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 34.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oberteil_guwi.jpg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 36.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surgical_gloves_19.JPG  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 37.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyvinyl_acetate_formula.png

44  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 38.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AdhesivesForHouseUse002.jpg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 39.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PMMA_acrylic_glass.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 40.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Definitive_Palatal_Lift_Prosthesis_Master_Cast_and_Fram ework_%28Landscape%29.JPG  Tosaka. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 41.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyurethane_chemical_structure.PNG  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 42.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyurethane_insulator.jpg

45  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 43.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PETreakcia.png  Feralbt. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 44.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Botella_de_pl%C3%A1stico_-_PET.jpg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 45.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PA6-PA66.png  YassineMrabet. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 46.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nylon_3D.png  Aboalbiss. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 47.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Propylene_monomer_%26_Polypropylene_repeat_unit.PNG  Iqmanuelnavarro. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 48.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reaccion_PVC.png

46  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 49.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyvinylchloride-repeat-2D-flat.png  Ju. [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 50.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Styrol_Structural_Formulae_V.1.svg  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 51.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polystyrene_PS.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 52.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acrylonitrile-2D.png  [cit. 2011-09-24]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 53.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyacrylonitrile-PAN.png